金属塑成形原理模拟题.doc

考生班级 学号 姓名 一、填空题：（每题 3 分，共计 30 分） 1. 塑性是指： _ 在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力 。 2. 金属的超塑性可分为 细晶 超塑性和 相变 超塑性两大类。 3. 金属单晶体变形的两种主要方式有： 滑移 和 孪生 。 4. 影响金属塑性的主要因素有： 化学成份，组织，变形温度，应变速率，变形力学条件 。 5. 等效应力表达式： 。 6. 常用的摩擦条件及其数学表达式： 库伦摩擦条件 ，常摩擦条件 。 7. 平面是指： 通过坐标原点并垂于等倾线的平面，其方程为 _ 。 8.一点的代数值最大的 _ 主应力 _ 的指向称为 第一主方向 ， 由 第一主方向顺时针转 所得滑移线即为 线。 9. 平面变形问题中与变形平面垂直方向的应力 z = 10. 在有限元法中：应力矩阵 S= ， 单元内部各点位移 U= 三、计算题（共计 40 分） 1 、已知金属变形体内一点的应力张量为 Mpa ，求：（ 18 分） (1) 计算方向余弦为 l=1/2 ， m=1/2 ， n= 的斜截面上的正应力大小。 (2) 应力偏张量和应力球张量； (3) 主应力和最大剪应力； 解： (1) 可首先求出方向余弦为（ l,m,n ）的斜截面上的应力（ ） 4 进一步可求得斜截面上的正应力 2 (2) 该应力张量的静水应力 为 2 其应力偏张量 2 应力球张量 2 (3) 在主应力面上可达到如下应力平衡 2 其中 欲使上述方程有解，则 1 即 解之则得应力张量的三个主应力 2 对应地，可得最大剪应力 1 2 、如图所示，设有一半无限体，侧面作用有均布压应力 ，试用主应力法求单位流 动压力 p 。（ 12 分） 取半无限体的半剖面，对图中基元板块（设其长为 l ）列平衡方程： （ 1 ） 2 其中，设 ， 为摩擦因子， 为材料屈服时的最大切应力值， 、 均取绝对值。 由 (1) 式得 （ 2 ） 2 采用绝对值表达的简化屈服方程如下 （ 3 ） 1 从而 （ 4 ） 2 将 （ 2 ）（ 3 ）（ 4 ）式联立求解，得 （ 5 ） 2 在边界上， ，由（ 3 ）式，知 ，代入（ 5 ）式得 2 最后得 （ 6 ） 1 从而，单位流动压力 （ 7 ） 2 3 、（ 10 分）一理想刚塑性体在平砧头间镦粗到某一瞬间，条料的截面尺寸为 2a 2a ，长度为 L ，较 2a 足够大，可以认为是平面变形。变形区由 A 、 B 、 C 、 D 四个刚性小块组成（如图示），此瞬间平砧头速度为 i =1。（下砧板认为静止不动） 试画出速端图并用上限法求此条料的单位变形力 p*。 解：根据滑移线理论，可认为变形区由对角线分成 的四个刚性三角形组成。刚性块 B 、 D 为死区，随 压头以速度 u 相向运动；刚性块 A 、 C 相对于 B 、 D 有相对运动（速度间断），其数值、方向可由速端图 完全确定。 4 u * oA = u * oB = u * oC = u * oD =u/sin = 2 根据能量守恒 2